本发明专利技术提供一种线缆型二次电池，其包含具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的电极组件和卷绕在所述电极组件是外表面上的线型外部集电器，所述电极组件包含内部集电器、负极活性材料层和电解质层以及正极活性材料层。所述线型外部集电器具有优异的柔性和预定水平的弹性，由此提高了整个线缆型二次电池的柔性并防止了因所述线缆型二次电池变形而造成的短路的发生和活性材料从活性材料层的脱落。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自由形状适应的线缆型二次电池。
技术介绍
本申请要求于2010年8月25日在韩国提交的韩国专利申请10-2010-0082593号的优先权，通过参考将其完整内容并入本文中。二次电池为能够以化学形式储存能量并在需要时转化成电能以发电的装置。二次电池也称作可再充电电池，因为其能够反复再充电。普通的二次电池包含铅蓄电池、NiCd电池、NiMH蓄电池、Li离子电池、Li离子聚合物电池等。当与一次性的原电池相比时,二次电池不仅在经济上更有效，而且环境更友好。目前将二次电池用于需要低电力的应用如帮助车辆启动的设备、移动装置、工具、不间断电源等。近来，由于无线通信技术的发展导致移动装置的普及并甚至导致多种常规装置的移动化，所以对二次电池的需求急剧增加。还将二次电池用于环境友好的下一代车辆如混合动力车辆和电动车辆中以降低成本和重量并提高车辆的使用寿命。通常，二次电池具有圆柱形、棱柱形或袋形形状。这与二次电池的制造方法相关，在所述方法中将由负极、正极和隔膜构成的电极组件安装在圆柱形或棱柱形金属壳或铝层压片的袋形壳中，且利用电解质填充所述壳。因为在这种方法中需要用于电极组件的预定安装空间，所以在各种形状的移动装置的开发中二次电池的圆柱形、棱柱形或袋形形状是一种限制。因此，需要形状易于适应的新结构的二次电池。为了满足这种需要，已经提出开发长度对横截面的直径之比非常大的线性电池。韩国专利0804411号公开了一种线性电池，所述线性电池包含具有插入其间的隔膜的多个负极和多个正极。韩国专利注册0742739号公开了一种包含正极线和负极线的线型柔性电池，然而其形状不易适应。此外，当向线缆型二次电池的外部集电器施加外力时，所述外部集电器会变形而接触内部集电器，从而导致短路。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种新型线性结构的二次电池，所述二次电池的形状易于适应以保持稳定性和优异的性能并防止由外部集电器的变形造成的短路。技术方案本专利技术的线缆型二次电池可包含具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的电极组件和卷绕在所述电极组件的外表面上的线型外部集电器，所述电极组件包含内部集电器、负极活性材料层和电解质层以及正极活性材料层。在此情况中，所述集电器可优选由不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝-镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物制成。所述导电材料可以为选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯和镍中的任一种或它们的混合物，且所述导电聚合物可以为选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫中的任一种或它们的混合物。所述负极活性材料层可由活性材料形成，所述活性材料包含选自天然石墨、人造石墨或碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO);包括S1、Sn、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属(Me);所述金属(Me)的合金；所述金属(Me)的氧化物(MeOx);所述金属(Me)和碳的复合材料中的任一种或它们的混合物的活性材料粒子。所述正极活性材料层可由活性材料形成，所述活性材料包含选自 LiCo02、LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4, LiNiMnCoO2 和LiNilTy_zCoxMlyM2z02中的任一种或混合物的活性材料粒子(Ml和M2各自独立地为选自Al、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo中的任一种，且x、y和z各自独立地为各种组分在氧化物中的原子分数，其中 O < x〈0.5,0^ y<0.5,0^ z<0.5, x+y+z ^ I)。所述电解质层可由选自聚环氧乙烷(ΡΕ0)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的凝胶聚合物电解质jPPEO、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或PVAc的固体聚合物电解质中的电解质形成。在本专利技术的线缆型二次电池中，所述电解质层可还包含锂盐。所述锂盐可以为选自 LiCl, LiBr、LiI, LiClO4' LiBF4' LiB10Cl10' LiPF6, LiCF3SO3' LiCF3CO2' LiAsF6, LiSbF6'LiAlCl4、CH3SO3L1、CF3SO3L1、(CF3SO2)2NLl氯硼烷锂、低级脂族碳酸锂和4-苯基硼酸锂中的任一种或它们的混合物。有益效果根据本专利技术，卷绕在电极组件的外表面上的外部集电器具有优异的柔性和预定水平的弹性，由此提高了具有外部集电器的线缆型二次电池的柔性。此外，当向本专利技术的线缆型二次电池施加过多的外力时，本专利技术的线型外部集电器由于形状特征而难以屈 服于诸如破碎或破裂的极端变形，由此减少了因与内部集电器接触而造成的短路的可能性。此外，卷绕在电极组件的外表面上的线型外部集电器具有弹性，由此当因外力而变形时，可分散力，由此防止活性材料层变形并因此防止活性材料从活性材料层脱落。附图说明附图显示了本专利技术的优选实施方案，并与上述公开内容一起，用于进一步理解本专利技术的技术主旨。然而，不能将本专利技术解释为受限于所述附图。图1是根据本专利技术实施方案的具有一个内电极的线缆型二次电池的透视图。图2是根据本专利技术实施方案的具有多个负极的线缆型二次电池的横截面图。图3是根据本专利技术实施方案的具有多个负极的线缆型二次电池的横截面图，所述多个负极各自在外表面上具有电解质层。附图标记说明10:内部集电器20:内部集电器活性材料层30:电解质层3040:外部集电器活性材料层50:卷绕的线型外部集电器 60:保护涂层具体实施例方式提供下列详细说明以帮助读者全面理解本文中所述的方法、设备和/或系统。因此，对本领域中的技术人员暗示本文中所述的系统、设备和/或方法的各种改变、变化和等价物。此外，为了更加清晰和简明，可以省略熟知功能和构造的描述。本专利技术的线缆型二次电池包含具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的电极组件和卷绕在所述电极组件的外表面上的线型外部集电器。所述电极组件由内电极、负极活性材料层、电解质层和正极活性材料层构成。此处，预定形状不限于具体形状，且在不背离本专利技术主旨和范围的条件下可包括任意形状。本专利技术的线缆型二次电池具有预定形状的水平横截面和垂直于所述水平横截面纵向延伸的线性结构。所述线缆型二次电池具有柔性并因此具有自由形状适应性。本专利技术的电极组件不限于具体类型，且可以为包含正极和负极以及在所述正极与所述负极之间充当离子通道的电解质层的任意类型的电极组件，且内电极由内部集电器和正极或负极活性材料层构成。外电极由卷绕在所述电极组件的外表面上的线型外部集电器和活性材料层构成，在此情况中，所述活性材料层需要以与所述线型外部集电器接触的方式形成在所述电极组件的最外表面上。如上所述，卷绕在所述电极组件的外表面上的线型外部集电器与形成在所述电极组件的最外表面上的活性材料层形成外电极(参见图1)。常规线型集电器具有优异的柔性，但因为与活性材料层接触的面积小，所以在用作外部集电器时难以确保期望水平的电导率。然而，本专利技术的线型外部集电器与活性材料层具有充分增大的接触面积，由此确保了预定水平的电池性能。此外，本专利技术的线型外部集电器由于其形状本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.25 KR 10-2010-00825931.一种线缆型二次电池，包含: 具有预定形状的水平横截面并纵向延伸的电极组件，所述电极组件包含内部集电器、负极活性材料层和电解质层以及正极活性材料层；和 卷绕在所述电极组件的外表面上的线型外部集电器。2.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述内部集电器由如下材料制成:不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝_镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。3.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述外部集电器由如下材料制成:不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳或铜；经碳、镍、钛或银进行表面处理的不锈钢；铝_镉合金；经导电材料进行表面处理的不导电聚合物；或导电聚合物。4.如权利要求2或3所述的线缆型二次电池，其中所述导电材料为选自如下材料中的任一种或它们的混合物:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氮化硫、铟锡氧化物(ITO)、银、钯和镍。5.如权利要求2或3所述的线缆型二次电池，其中所述导电聚合物为选自如下材料中的任一种或它们的混合物:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫。6.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述负极活性材料层由包含活性材料粒子的活性材料形成，所述活性材料粒子选自如下材料中的任一种或它们的混合物:天然石墨、人造石墨或碳质材料；含锂的钛复合氧化物(LTO);包括S1、Sn、L1、Zn、Mg、Cd、Ce、Ni和Fe的金属(Me);所述金属(Me)的合金；所述金属(Me)的氧化物(MeOx);以及所述金属(Me)和碳的复合材料。7.如权利要求1所述的线缆型二次电池,其中所述正极活性材料层由包含活性材料粒子的活性材料形成，所述活性材料粒子为选自如下材料中的任一种或它们的混合物:LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4,LiCoPO4,LiFePO4,LiNiMnCoO2 和 LiNimzCoxMlyI^zO2 (Ml 和 M2 各自独立地为选自如下元素中的任一种:A1、N1、Co、Fe、Mn、V、Cr、T1、W、Ta、Mg和Mo，且x、y和z各自独立地为各种组分在氧化物中的原子分数，其中O ( x〈0.5,0 ^ y〈0.5,0 ^ z<0.5，x+y+z < I)。8.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述电解质层由选自如下材料中的电解质形成: 聚环氧乙烷(PEO)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)或聚乙酸乙烯酯(PVAc)的凝胶聚合物电解质；和 ΡΕ0、聚环氧丙烷(PPO)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚硫化乙烯(PES)或PVAc的固体聚合物电解质。9.如权利要求1所述的线缆型二次电池，其中所述电...
【专利技术属性】
技术研发人员：权友涵，金帝映，金奇泰，申宪澈，曹炯万，郑惠兰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：
国别省市：
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